闭合电路欧姆定律的五种应用
闭合电路欧姆定律得应用
目标:掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题得方法
1.Ｕ—I 图像得求解
2。闭合电路得动态分析
3.闭合电路中得功率及其最大值问题
4.含电容电路得得计算
类型一: U —I 图像得求解
【典题】
1 下图所示得Ｕ－I 图线中,I 就是电源得路端电压随电流得变化
图线,Ⅱ就是某电阻得U —I 图线,当该电源向该电阻供电时,求:
（1） 电源得输出功率P 出就是多大？
（2） 电源内部损耗得功率Ｐ内就是多大？
（3） 电源得效率就是多大？
电路图２９13甲所示,若电阻未知,电源电动势与内阻也未知,
电源得路端电压U 随电流Ｉ得变化图线及外电阻得Ｕ-I 图线分别如图乙所示,求:
(１)电源得电动势与内阻;
(2)电源得路端电压;
(３)电源得输出功率。
2。如图2就是某电源得路端电压U 随干路电流I 得变化图像,有图像可知,该电源得电动势＿__＿_V ,内阻为_＿_＿。 3.如图所示,电源由n 个电动势均为1.5 V,且内阻相同得电池串联组成,合上开关S,滑动变阻器得滑动触头C 从Ａ端滑至Ｂ端得过程中,电路中得一些物理量得变化如图１5甲、乙、丙所示,电表、
导线对电路得影响不计。求:
(１)组成电源得串联电池得个数.
(2)滑动变阻器总阻值。
(３)将甲、乙、丙三个图上得a 、b 、c 各点得坐标补齐.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线) 类型二: 闭合电路得动态分析
闭合电路动态分析得基本思路就是:“部分→整体→部分”,即从某个电阻得变化入手,由串并联规律先判断外电路总电阻得变化情况,然后由闭合电路欧姆定律判断总电流与路端电压得变化情况,最后由部分电路得欧姆定律结合串、并联电路得特点判断各支路得电流、电压变化情况.此类问题得分析要理解好以下三点:
1、理解闭合电路欧姆定律Ｅ=U 外＋Ir(E 、ｒ不变);部分电路欧姆定律U=IR 。
２、局部电阻增则总电阻增,反之则总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之则总电阻增。 0 2 4 6 8 1 2 3 U/v I /A
３、两个关系:外电压等于外电路上串联得各分电压之与;总电流等于各支路电流之与。有一部分电路中得R 、Ｉ、U 都发生变化,这样就不能单纯从部分电路欧姆定律得角度考虑问题,还要结合串、并联电路得特点去进行判断、
动态分析得一般步骤:
（1） 局部电阻确定外电路得电阻如何变化
（2） 根据闭合电路欧姆定律,确定电路中得总电流如何变化
（3） 由Ｕ内=Ｉｒ确定电源得内电压如何变化
（4） 由U 外＝Ｅ—Ir 确定电源得外由电压如何变化 （5） 由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端得电压如何
变化 （6） 确定支路两端得电压如何变化以及通过支路得电流如何变 【典题】 1. 如图10-３－2所示,当滑动变阻器R 3得滑片C 向B 方向移动时,
电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路得影响不计)
2。如图所示,当滑线变阻器得滑动触点向上端移动时( )
?Ａ。电压表V 得读数增大,电流表A 得读数减小
B 、电压表V 与电流表A 得读数都增大
C 。电压表V 与电流表A 得读数都减小
D 、电压表V 得读数减小,电流表A 得读数增大 ３、如图７所示得电路中,电源得电动势
E 与内电阻r 恒定不变,电
灯L 恰能正常发光,如果变阻器得滑片向b 端滑动,则( )
A 、电灯L 更亮,安培表得示数减小
B 、电灯L 更亮,安培表得示数增大
C 、电灯L 更暗,安培表得示数减小
D 、电灯Ｌ更暗,安培表得示数增大 4:如图所法,当滑线变阻器得滑动触点向上端移动时( ) A. 伏特表V 得读数增大,安培表Ａ得读数减小
B. 伏特表V 与安培表A 得读数都增大
C. 伏特表V 与安培表A 得读数都减小
D. 伏特表Ｖ得读数减小,安培表A 得读数增大
５:如图所示电路中,电源电动势与内电阻为定值,固定电阻得阻值
Ｒ２小于变阻器ab 两端之间得总阻值Ｒ3,Ｒ1≠０。当变阻器得滑片Ｐ从a 向b 移动过程中,两电压表Ｖ1与Ｖ２得示数变化就是( )
Ａ。V1变大,V2变大
?B 、V1变大,V2变小 C 。V1先变大后变小,Ｖ2先变大后变小
D 。V1先变大后变小,Ｖ２总增大
6:如图所法,Ａ灯与B 灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑
动时,两灯得变化就是( )
?A 、A 灯变亮,Ｂ灯变亮 B 。A 灯变暗,B 灯变亮
Ｃ、A 灯变暗,B 灯变暗 D 。Ａ灯变亮,B 灯变暗 7:如图所示,当滑动变阻器得滑动片P 向左端滑动时( )??
A. 安培表得示数减小,伏特表得示数增大
B. 安培表得示数增大,伏特表得示数减小
C. 安培表与伏特表示数都减小
B R 1 10-3-2 图10-4-4
图7
D. 安培表与伏特表示数都增大
8、如图电路中,电阻R １= R 2＝１Ω,变阻器R ３得阻值范围就是０-１0Ω,电源电动势Ｅ =１０V,内电阻r =3Ω、求:
(1)当变阻器Ｒ3阻值多大时,电源输出功率最大?
(2)当变阻器R 3阻值多大时,它消耗得电功率最大？
(３)当变阻器Ｒ3阻值多大时,R 1消耗得电功率最大？
(4)当变阻器Ｒ３阻值由０开始增大过程中,电源输出功率怎样变化?
(5)当变阻器Ｒ3阻值由０开始增大过程中,R ３消耗得电功率怎样变化？
(6)若r=１Ω,其她条件不变,当变阻器R ３阻值由0开始增大过程中,电源输出功率又怎样变化？
9、 如图所示电路中,直流发电机E=250 Ｖ,r=3 Ω, Ｒ1=R ２=1 Ω,电热器组中装有50只完全相同得电热器,每只电热器得额定电压为２00 V,额定功率为1 000 W,其她电阻不计,并且不计电热器电阻随温度得变化.问:
(1)当接通几只电热器时,实际使用得电热器都能正常工作？
(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?
(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?
(４)当接通几只电热器时,电阻R 1、Ｒ2上消耗得功率最大？
(5)当接通几只电热器时,实际使用得每只电热器中电流最大？
１0 如图所示,电源电动势为E ,内电阻为r 。当滑动变阻器得触片P 从右端滑到左端时,发现电压表Ｖ１、V ２示数变化得绝对值分别为ΔU 1与ΔＵ2,下列说法中正确得就是
( )
A.小灯泡L 1、L ３变暗,L 2变亮 B 。小灯泡L 3变暗,L 1、Ｌ２变亮
C.ΔU 1〈ΔU 2 Ｄ、ΔU １>ΔＵ２
11、在如图所示得电路中,当滑动变阻器得滑动头向下滑动时,A 、B 两灯亮度得变化情况为
( )
A 、A 灯与
B 灯都变亮 B.Ａ灯、B 灯都变暗
C 。A 灯变亮,B 灯变暗 Ｄ、Ａ灯变暗,Ｂ灯变亮
1２、 四个小灯连接成如图1所示电路,合上电键S,各灯均正常发光、若
小灯L4灯丝突然烧断,则其余各灯亮度得变化情况就是( )
A.Ｌ1变亮,L 2L 3均变暗 B 、L 1变暗,Ｌ2L 3均变亮
C.L 1变暗,L 2熄灭,L ３变亮 D 。L １Ｌ2变亮,Ｌ３变暗
类型三:闭合电路中得功率及其最大值问题
13、 已知如图14－3-4,E =6V,r =４Ω,R １=2Ω,R ２得阻值变化范围就是０~10Ω。求:①电源得最大输出功率; ②R 1上消耗得最大功率; ③R 2上消耗得最大功率、
１4、 如图10-3—5所示,R １为定值电阻,Ｒ2为可变电阻,E 为电源电动势,r 为电源内电阻,以下说法中正确得就是( )
Ａ.当R 2=R 1+r 时,Ｒ2获得最大功率
B 。当R 1＝R 2+ｒ时,R 1获得最大功率
E r R 2 R 1 图14-3-4
C 。当R ２＝０时,R 1上获得最大功率
D.当R 2=0时,电源得输出功率最大 15、.在图10—３—6示得电路中,若Ｒ1＝4Ω,R 3=6Ω,电池内阻ｒ=0。6Ω,则电源总功率为4０W,输出功率为37、６Ｗ,求电源电动势与电阻R 2
16、如图所示,电源得电动势E =６.０V,电阻R 1＝８Ω,电动机绕组电阻r ′＝2Ω,当电键Ｋ断开时,电阻R 1消耗得电功率就是２。8８W;当电键闭合时,电阻R 1消耗得电功率就是2W,求:电键闭合时,电动机得输出功率。
类型四:含电容电路得得计算
1７、在如图９所示得电路中,电源电动势E=3.0V ,内电阻r=1、０2.如图所示,为了使白炽灯泡L 在电路稳定后变得更
亮,可以采取得方法有
Ａ、只增大电阻R １得阻值 Ｂ、只增大电阻R 2得阻值
C 、只增大电容C 两板间得距离
D 、在电容器两板间插入玻璃板 1８、如图所示电路中,R 1=3Ω,Ｒ2=6Ω,R 3=1、5Ω,C=20μF ,当
开关Ｓ1闭合、S 2断开电路稳定时,电源消耗得总功率为2W,
S ２都闭合电路稳定时,电源消耗得总功率为4W,求:
(１)电源电动势E 与内阻r 、
(２)当S 1、Ｓ２闭合时电源得输出功率。
(３)当S 1闭合,分别计算在S 2闭合与断开时,少?
１9.图中变阻器R １得最大阻值就是4Ω,R ２＝６Ω,电源内阻ｒ=1Ω,闭合Ｋ,调节滑动头P 到R 1中点时,灯L 恰能正常发光,此时电源总功率为１6W,电源输出功率为12W 。求:
(1)灯电阻R L ;
(２)断开Ｋ要使灯仍正常发光,P 点应如何滑动,并求这时电源得输出功率与效率、
20。如图所示,电阻R 1＝12Ω,R ２=R 3＝Ｒ4＝6Ω,当电键K 打开时,伏特表得示数为1２V ,全电路消耗得电功率为13W,则电键K 闭合后,伏特表与安培表得示数各多大?(安培表、伏特表接入对电路得影响均忽略不计)
类型四 故障问题
２１、如图3所示得电路中,店员电动势为6V,当开关S 接通后,灯泡L 1与灯泡L ２都不亮,用电压表测得各部分电压就是U ａc=6V,Uad ＝0,Ucd=６V,由此可断定()
A 、 L 1与Ｌ2得灯丝都烧断了
B 、 L １得灯丝都烧断了
图3
图10-3-5
图10-3-6
C 、L 2得灯丝都烧断了
D 、变阻器R 断路
２2、如图11所示,电灯Ｌ标有“4V,1Ｗ”,滑动变阻器总电阻为50Ω。当滑片滑至某位置时,Ｌ恰好正常发光,此时电流表得示数为0、45Ａ。由于外电路发生
故障,电灯Ｌ突然熄灭,此时电流表得示数变为0、5Ａ,电压表得示数
为１０V 、若导线完好,电路中各出接触良好。试问:
(1)、发生故障得就是短路还就是断路,发生在何处？
(2)、发生故障前,滑动变阻器接入电路得阻值为多大?
(３)、电源得电动势与内阻为多大？ 综合练
1如图电路中,若滑动变阻器得滑片从ａ向b 移动过程中,三只理想电压表得示数变化得绝对值依次为ΔV 1、ΔV 2、ΔV ３,下列各组数据可能出现得就是
A.ΔＶ1＝3V ,ΔV ２=2V,ΔV ３=１V B 。ΔV 1＝5Ｖ,ΔV ２=3Ｖ,ΔV ３=２V C 、ΔV 1=０.5V ,ΔV 2=１V,ΔV 3＝１.5V
D 、ΔV 1＝０、2V,ΔV 2=1、０V,ΔV 3＝０。8Ｖ ２、图2所示得电路中,Ｒ1=３Ω,R ２=9Ω,Ｒ３＝6Ω,电源电动势ε=２4V,内阻不计.当电键S 1、S 2均开启与均闭合时,灯泡Ｌ都同样正常发光、
(1)写出两种情况下流经灯泡得电流方向:
(2)求灯泡正常发光时得电阻Ｒ与电压U.
3如图４所示电路,电源电动势ε=6V ,内阻ｒ＝１Ω。外电路中电阻Ｒ1=2Ω,R 2＝３Ω,R 3＝7.５Ω。电容器得电容C ＝4μF 、开始电键S 断开、从合上电键到电路稳定得过程中,通过电流表得电量就是多少？
4如图５所示电路,电源电动势ε=6。3V ,内电阻r ＝0、５Ω.外电路中电阻Ｒ１＝2Ω,R 2=3Ω,滑动变阻器得全部电阻R 0＝５Ω.试求滑动头Ｐ由a 端向b 端滑动过程中电压表示数得变化范围。
１、6ｗ 2w 66.7% 2、 ６w 0。５Ω
3、 4个 8欧 ａ:０、６A ４、8v b:３v c:
4、8v 2。８8w ｄ:8Ω
1、A1减小 A2增大 A ３减小 V1减小 V2增大 Ｖ增大
2、Ｄ
3、A
4、A
5、D
6、C
7、B
8、①R3=1Ω ② R ３=5Ω③ R3=０ ④ 先减后增 ⑤ 一直减小 ９、① ２只 ②40只 ③8只 ④50只 ⑤1只 10、B Ｄ 1１、B 12、D1３、①Ｒ2=2Ω②R ２＝0③R2=6Ω １4、AC 15、E=２０Ｖ R ２=7Ω １６、P 出=1。5w １
7、A １8、①4V 0.5Ω ②3.５w ③断开时 闭合时为０ １９、①４Ω ②向右移 P 出=7ｗ 87。5％ 20、１0。5V ２、1A
21、D 22、① 灯L 断路 ②2０Ω ③ 12、5V ５Ω
图11
图5
综合练1、D ２、①开启ｂａ闭合时a b ②3Ω4、8V 3、4、4.8Ｖ到5、25V